東京大學(xué)研發(fā)新材料讓電池“自我修復(fù)” 延長(zhǎng)電池壽命/提高電池容量

據(jù)外媒報(bào)道，日本東京大學(xué)(theUniversityofTokyo)的工程師不斷在探索改進(jìn)現(xiàn)有電池技術(shù)的新方法，最近，AtsuoYamada教授及其團(tuán)隊(duì)就研發(fā)出一種材料，可以顯著延長(zhǎng)電池壽命，并讓電池?fù)碛懈呷萘俊?br/>
從智能手機(jī)到起搏器到汽車(chē)，電池為世界上大多數(shù)物品提供動(dòng)力，而且其重要性會(huì)越來(lái)越大。許多人都認(rèn)為，電池需要在兩個(gè)方面得到改進(jìn)，即電池的壽命以及容量(能存儲(chǔ)多少電量)，以滿(mǎn)足未來(lái)需要。

大多數(shù)電子設(shè)備都是使用鋰離子電池，但是另一種基于鈉而不是鋰的電池可能很快會(huì)普及。該兩種電池因其組成材料具獨(dú)特傳遞電子的方式，因而都能存儲(chǔ)和釋放大量電荷。但是隨著時(shí)間推移，鋰電池和鈉電池在重復(fù)充放電以及使用循環(huán)中，存儲(chǔ)容量會(huì)顯著降低。

普通的電池中有好幾層的金屬材料，當(dāng)電池充放電時(shí)，此類(lèi)金屬層會(huì)降解并產(chǎn)生裂縫或片狀物，導(dǎo)致堆垛層錯(cuò)(stackingfault)，從而降低電池存儲(chǔ)和傳輸電荷的能力。當(dāng)此類(lèi)材料被稱(chēng)為范德瓦耳斯力(VanderWaalsforce)的弱力結(jié)合在一起時(shí)，就會(huì)發(fā)生堆垛層錯(cuò)。

Yamada和同事證明，如果電池是用一種稱(chēng)為氧化還原層狀氧化物(Na2RuO3)的材料制成，就會(huì)使得電池充放電循環(huán)的降解作用減弱，金屬層就會(huì)自我修復(fù)，而且研究人員證明了該材料會(huì)被庫(kù)侖力(coulombicattraction)緊緊抓住，該種力比范德瓦耳斯力強(qiáng)大得多。Yamada表示：“這意味著電池將不僅可以擁有更長(zhǎng)的使用壽命，而且損害水平會(huì)降低。增加電池能量密度對(duì)于實(shí)現(xiàn)電氣化交通至關(guān)重要。”